Alta scuoladi costruzione Prototipazione TEMPO DI LETTURA: 15minuti stampi Elevata qualità e flessibilità sono i punti di forza di W. Faßnacht, azienda di Bobingen (vicino ad Augusta, Germania), specializzata nella costruzione di stampi a iniezione plastica. Abbiamo discusso con il titolare della società, Wolfgang Faßnacht, di innovazione, metodi produttivi e di cosa sta attualmente succedendo nel mondo dello stampo. di Giovanni Sensini Da quando è stata fondata nel 1990, l azienda sveva Faßnacht è cresciuta costantemente e oggi è in grado, con un team di venti dipendenti, di sviluppare soluzioni per tutte le richieste di produzione di stampi e per produrre particolari con stampi ad iniezione. Faßnacht è sinonimo di stampi ad iniezione altamente complessi, ad esempio tecnologia multi-componente, pareti sottili e stampi a iniezione di film per diversi comparti: dal settore automotive al medicale, dal packaging al settore domestico, dal settore delle costruzioni fino al settore elettrico. Rispetto delle consegne, affidabilità e accordi chiari caratterizzano le relazioni dell azienda con i suoi committenti. Da segnalare che Faßnacht ha vinto nel corso degli anni numerosi premi. L ultimo lo scorso anno: l azienda è stata, infatti, finalista nella competizione Mould Maker of the Year 2012 e si è assicurata il primo premio nella sua categoria. Wolfgang Faßnacht e la sua nuova macchina EDM Genius della Zimmer&Kreim. 56 febbraio 2013 Costruire Stampi
Wolfgang Faßnacht spiega quanti differenti reticoli siano prodotti oggi sui particolari. Siamo sempre più chiamati a spiegare esattamente cosa significhi Made in Germany nel processo di produzione, in termini di prestazioni e costi, quando si tratta di stampi, sostiene Wolfgang Faßnacht. Focus sui raffreddamenti conformali A metà del 2012, Faßnacht ha fornito il suo millesimo inserto per stampo costruito con tecnologia additiva. Ciò significa che nel corso di cinque anni il metodo LaserCUSING di Concept Laser è diventato un fattore importante per l azienda tedesca - e questo in un settore che tradizionalmente affronta le lavorazioni meccaniche in termini di stampaggio, tornitura, fresatura ed elettroerosione. La ragione della crescita di importanza della fusione laser selettiva può essere trovata nella moderna costruzione stampi. Con la tecnologia LaserCUSING, i canali di raffreddamento possono essere posizionati molto vicino al contorno stampo. Parti complesse con differenti spessori di parete, comprendenti nervature e reticoli, possono essere raffreddate vicino all azione. I sistemi con raffreddamenti conformali sono molto trendy. Quello che fino a cinque anni fa era visto come non raggiungibile, in relazione al comportamento di flusso, è semplicemente una realtà oggi. Così come anche la riduzione nel tempo ciclo e il controllo della distorsione nei componenti possono essere raggiunti grazie al raffreddamento. I canali di raffreddamento hanno una sezione maggiore di 5 mm. Questo significa che c è la possibilità di posizionarli fino a 2-3 mm dalla superficie di stampaggio per raggiungere raffreddamenti ottimali. Al contrario, il controllo del calore può essere raggiunto anche attraverso i medesimi canali. Questo è fatto, ad esempio, nel caso di parti di plastica che devono avere superfici altamente estetiche (effetto high glossy). Alcuni stampi hanno ambedue le problematiche gestite in circuiti separati: superfici con alta finitura che vengono riscaldate e aree interne che sono raffreddate per prevenire la distorsione del pezzo. Nel caso degli stampi di serie prodotti finora da Faßnacht con questa tecnologia di raffreddamento, la riduzione del tempo ciclo ha raggiunto il 40%. Ciò con un importante vantaggio in termini di risparmio nelle operazioni di stampaggio. Problemi di costo e rapidità nella costruzione stampi Il tempo è denaro, così si dice comunemente. Ma soprattutto i sempre più ridotti tempi di sviluppo producono enormi pressioni sui produttori, costruttori di stampi e stampatori. Il processo additivo con polveri metalliche rende possibile fondere strato su strato il materiale. E raggiungere al giorno d oggi durezze fino a 52 HRc, a seconda del materiale. In particolare nella costruzione degli inserti per stam- PubliTec Costruire Stampi febbraio 2013 57
La tecnologia LaserCUSING Il processo di LaserCUSING è utilizzato per creare meccanicamente e termicamente componenti metallici durevoli di elevata precisione. A seconda delle applicazioni, i materiali utilizzati sono acciai ad alta temperatura e acciai per inserti stampo, leghe di alluminio o titanio, superleghe a base di nichel, leghe di cromo-cobalto o metalli preziosi come leghe di oro o argento. LaserCUSING comporta la fusione di polvere fine di metallo con una fibra laser ad alta energia. Con il raffreddamento il materiale si solidifica. Il profilo del componente è prodotto dirigendo il raggio laser utilizzando un unità riflettente a specchio (scanner). Il componente viene costruito strato su strato (con spessore dello strato di 20-100 m) abbassando il fondo della camera di costruzione e aggiungendo più polvere e fondendo nuovamente. Il processo LaserCUSING permette la fabbricazione di inserti per stampo con raffreddamento conformati e componenti diretti per diversi comparti: gioielleria, medicale, dentale, automobilistico e aerospaziale. Questo vale sia per prototipi che per particolari di produzione. La particolarità delle macchine Concept Laser, distribuite nel nostro Paese da Ridix, è l esposizione stocastica dei segmenti dello strato (anche detto isole ) che sono processate successivamente. Il processo brevettato assicura una significativa riduzione di stress all interno dei componenti. Quali sono i trend nel settore degli stampi? È ancora l epoca in cui il committente ha la maggiore influenza sui prezzi. Il mercato è diviso in clienti che vogliono guadagnare dallo stampo e in clienti che vogliono guadagnare dalla parte stampata. Per gli ultimi ciò è un must nelle produzioni di alti numeri. Dobbiamo affermare molto chiapi, la tecnologia convenzionale comporta costi di personale perché la tornitura e la fresatura sono processi che devono essere monitorati. Nella fusione laser dei metalli è diverso: una volta scelti i parametri, la macchina LaserCUSING può operare non presidiata ventiquattro ore al giorno. Nel caso di componenti ibridi, inoltre, il costruttore di stampi risparmia sia tempo che denaro. La parte mancante di geometria, inclusi i canali di raffreddamento, può essere fusa attraverso il LaserCUSING sopra una base prefabbricata, con forature già effettuate per i raffreddamenti. Con un procedimento di costruzione mista, questa tecnologia ha già dimostrato in molti casi di essere la più veloce ed economica. Inserti per componenti rotondi Secondo l esperienza acquisita alla Faßnacht, le parti rotonde sono particolarmente indicate per inserti costruiti con la fusione laser. Questo perché con la costruzione dei canali conformali non c è più bisogno di incavi e scanalature per O-rings. Ed è anche più semplice costruire il tassello. Di conseguenza, il tempo in progettazione, costruzione e finitura viene ridotto, così come i costi. All azienda Faßnacht, l approccio generativo con il laser è molto importante per la progettazione e costruzione stampi. Per parlare della tecnologia additiva, ma anche di altre tematiche legate al mondo dello stampo, abbiamo incontrato Wolfgang Faßnacht, il titolare della società. Lavorazione su uno stampo. Innanzitutto, quali sono gli aspetti che vi differenziano dagli altri stampisti? Per prima cosa, ci sono molti ottimi costruttori di stampi che io non vedo come concorrenti ma come colleghi. Nell azienda Faßnacht ci sono alcuni aspetti che ci mettono in una buona posizione: dimensione rispettabile, lavorare per molteplici settori, alta flessibilità e accordi particolari con i committenti. Quando entriamo nella fase di campionatura, è chiaramente ben definito da ambedue le parti cosa occorre fare. Questo significa che i nostri clienti riescono ad arrivare alla produzione di massa molto velocemente. Pochi passaggi e giri di parole fanno in modo che gli ordini vengano smaltiti in fretta e riducano i mal di testa da entrambe le parti. Qual è la vostra filosofia di produzione? È difficile rispondere a questa domanda. Alcuni stampisti hanno preferenze per il CAD, altri per la progettazione solo di inserti, nel caso di progettazione di parti interne allo stampo che integrano raffreddamenti e così via. Ma tutte le strade portano a Roma. Questo è il motivo per cui il dialogo è importante nel settore e promuove innovazione come strada maestra per cercare le vie del futuro. Un importante filosofia di produzione può essere forse la qualità nella costruzione stampi. Lo stampista è sempre personalmente in contatto con il committente. Questo obbliga ad agire coscientemente e in forza di uno spirito di collaborazione. 58 febbraio 2013 Costruire Stampi
Macchina cusing M1 di Concept Laser che equipaggia l officina Faßnacht. Parte di trasmissione come inserto (metallo+abs): la geometria complessa è prodotta in un inserto per stampo prodotto con tecnologia additiva con raffreddamento conforme per ridurre il tempo ciclo e la deformazione. ramente che una precisa configurazione di stampo permette cicli brevi, meno distorsioni sui componenti e minori scarti. Inoltre è richiesta ridotta manutenzione e lo stampo può rimanere operativo più a lungo. Lo stampatore non può ignorare questo approccio qualitativo per sempre. Aspetto altrettanto chiaro è che la reputazione degli stampisti tedeschi è legata alla professionalità degli operatori, che hanno molti anni di esperienza e hanno sempre voglia di aggiornarsi. Quindi c è anche una tradizione nella volontà di investire nel nostro settore, per portare sviluppo e far fronte alle sfide che arrivano dagli altri paesi. Non da ultimo, bisogna sempre essere aperti all innovazione. Per noi, ad esempio, è stata la costruzione additiva dei metalli per la realizzazione degli inserti. Cosa spinge uno stampista a scegliere la tecnologia additiva? Ho avuto la prima esperienza in questo settore diversi anni fa e ho seguito sempre molto da vicino le numerose evoluzioni della tecnologia. Le prime macchine sono state lanciate sul mercato nei primi anni 2000. A metà del 2008 sono venuto a conoscenza dal gruppo Hofmann di Lichtenfels delle macchine della sua azienda Concept Laser, e ho discusso delle sue potenzialità con le persone della Hofmann. Abbiamo avuto alcune idee in quel frangente. Più tardi nella giornata, i colleghi di Lichtenfels mi hanno chiesto quando avrei voluto la macchina. Ci ho pensato tutta la notte e subito dopo la macchina M1 cusing era in strada alla volta della nostra azienda. Quali sono i vantaggi nella costruzione di stampi? Le possibilità sono a diversi livelli: innanzitutto ci sono gli in- serti con canali conformali che raggiungono cicli più brevi nell iniezione. Questi componenti sono diventati sempre più elaborati con molte costole differenziate. In questo caso c è la possibilità di raffreddare in maniera sensibile. In secondo luogo ci sono gli inserti di contorno di figure circolari, che sono molto complicati e costosi da realizzare con metodi tradizionali, rispetto al LaserCUSING. Con il processo di costruzione generativo in metallo siamo in grado di risparmiare tempo in progettazione e nella fase di costruzione ed è anche più facile inserire richieste di cambiamento. C è anche un numero crescente di stampisti per i quali offriamo inserti in LaserCUSING come service. Questo aspetto diventerà sempre più importante, se pensiamo ai componenti ibridi dove la parte finale di geometria viene fusa su una base prefabbricata attraverso il LaserCUSING. In questo modo si hanno molte possibilità a disposizione. Perché, allora, tutti i produttori di stampi non si stanno concentrando su questa tematica? Dovreste porre questa domanda ai miei colleghi. Come service, è anche possibile vedere un trend in cui gli stampisti si muovono sempre più verso in questa direzione. La questione è discussa apertamente al giorno d oggi e anche in maniera pratica. Il tema LaserCUSING non sta più incontrando resistenza perché i vantaggi sono ovvi. Ma all inizio ho parlato anch io della posizione dominante dei committenti e degli uffici acquisti. Se si vuole offrire gli inserti, bisogna essere finanziati in anticipo. Cosa succede se l ordine non arriva? È una situazione simile alla tecnologia dei sensori per stampi. Tecnicamente offre una scelta molto convincente, ma se il cliente vuole PubliTec Costruire Stampi febbraio 2013 59
Rappresentazioni 3D degli inserti nello stampo del particolare di trasmissione con raffreddamento conforme per un miglioramento del tempo ciclo. acquistare solo una Lada, allora tutto è inutile. Gli stampatori dovrebbero riflettere molto attentamente su cosa esattamente vogliono. Come risultato di complessità o di risparmio - non ci resta che pensare gli stampi in coppia - abbiamo un numero crescente di stampi che non sono stampi compatibili con la plastica rispetto ai reparti di stampaggio. Ciò che uno stampista vuole veramente garantire è la soddisfazione del cliente grazie a stampi compatibili con la plastica. Quando leggo alcune specifiche funzionali, allora posso facilmente comprendere quali esperienze e rischi si sono verificati in passato con i clienti. Avete una macchina LaserCUSING dal 2008. Qual è stato il motivo per il quale ha scelto Concept Laser? Penso che le macchine della concorrenza offrano un livello di prestazione pressoché simile quando si tratta di produrre particolari. Le differenze rispetto a questo aspetto sono probabilmente molto sottili. Nonostante ciò, Concept Laser non è un tradizionale distributore di macchine come altri. Le macchine LaserCUSING sono basate sull esperienza di Concept Laser legata alla produzione di stampi, molto importante anche tra noi colleghi. Loro pensano e parlano come noi perché fanno la stessa cosa. In più Concept Laser offre consulenza di alta qualità in tema di materiali, certificazioni o consulenza in progettazione e durante il processo. E aspetto veramente importante è il supporto attraverso corsi di formazione per spiegare ai dipendenti, in modo veloce e con professionalità, come affrontare le nuove possibilità a loro disposizione. I punti di forza della società e quindi il beneficio dell utilizzatore sta proprio in molti di questi fattori soft. Lo star bene è un altro requisito che i clienti possono avere oggi. Talvolta si sente parlare di canali di raffreddamento bloccati? Quanto è attuale questa problematica? Noi stiamo lontani dai canali di raffreddamento estremi. Per essere onesti, i nostri canali di raffreddamento hanno un diametro di 5 mm. Ciò significa che gli stampi sono assolutamente affidabili per il processo anche in assenza di prevenzione intelligente. Dobbiamo confermare però che negli ultimi anni i responsabili di manutenzione e prevenzione sono stati messi sotto grande pressione a seguito di discussioni relative ai costi. Un gran numero di aziende stanno adottando politiche di forti risparmi e questo va a discapito della qualità degli stampi. È importante considerare quali valori sono in gioco! Nel 2012 abbiamo fornito il millesimo inserto di LaserCUSING con raffreddamento conforme e non ho mai incontrato questo problema. Si tratta probabilmente solo di un mito. In tutta serietà, si deve valutare la cosa chiaramente. I canali di raffreddamento conformi accelerano la fisica nello stampo. Cicli più brevi significano valore aggiunto maggiore. Volete esprimere la vostra opinione su questo tema? Scrivete a: filodiretto@publitec.it 60 febbraio 2013 Costruire Stampi